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Oct. 06 2020

「河中怪獸」棘龍的案情因新發現的牙齒化石而更加明確

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  • 摩洛哥出土的突破性發現為棘龍大部分時間生活在水中的論述提供了新證據。現在又有一篇新研究發現古老的河川沉積層中存在大量棘龍牙齒──指向牠們在史前河川中泅泳甚至狩獵的生活方式。MODELING: DAVIDE BONADONNA AND FABIO MANUCCI; ANIMATION AND TEXTURING: FABIO MANUCCI; COLOR DESIGN: DAVIDE BONADONNA, DI.MA. DINO MAKERS SCIENTIFIC SUPERVISION; SIMONE MAGANUCO AND MARCO AUDITORE; RECONSTRUCTION BASED ON: NIZAR IBRAHIM AND OTHERS, NATURE, 2020.

摩洛哥沙漠中的新發現顯示,這種巨型掠食者的大部分時間都待在水中。

超過9500萬年前,一個龐大的河川系統奔流過現今摩洛哥境內的撒哈拉沙漠。掠食性的棘龍(Spinosaurus)──這種學界已知最奇特的河中怪獸之一──便以此處為家。這種巨獸成年可達15公尺長、7公噸重,身長比成年霸王龍(Tyrannosaurus rex)還長,長長的吻部像鱷魚一樣林立著錐狀利齒。

最近,探究這些古老沉積層的古生物學家在摩洛哥東南部的兩處遺跡找到大批棘龍牙齒。其中一處骨層(bone bed)的牙齒之多,數量約是其他恐龍的150倍。由於這些岩石由河川沉積物形成,這項發現意味著棘龍的牙齒掉落在水中的頻率遠比生活在該區域的其他恐龍更高,並進一步支持這種動物是獨特水棲殺手的主張。

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「棘龍牙齒的量這麼大,這種動物很可能主要生活在河中而非岸邊。」研究第一作者湯瑪斯.比弗(Thomas Beevor)在一篇新聞稿中陳述,他是英國樸茨茅斯大學的研究生。

這篇最近剛發表在《白堊紀研究》(Cretaceous Research)期刊上的新論文立基在早先論述棘龍為游泳健將的研究上。2010年一篇化學研究的初步證據顯示,如同現今的鱷魚或河馬,棘龍和牠的同類花費相當高比例的時間待在水中。而出版於2020年與2014年的摩洛哥棘龍骨骸研究也發現了一些與其他善泳動物相符的特徵,包括可能有助於牠們在水中推進的槳狀尾部。

「研究骨頭的時候,很難了解這些動物實際上如何與所處的生態系統互動,」古生物學家兼耶魯大學博士候選人馬提歐.費布里(Matteo Fabbri)說,他是2020年與2014年兩篇骨骸研究的共同作者,並未參與新研究。「這篇研究之所以重要是因為它直接檢視了生態系統。」

尾巴的故事

棘龍是目前已知最不尋常的恐龍之一:一種吻部到尾巴比成年霸王龍還長的掠食者,背上還長有高約180公分的棘帆。

棘龍於1910年代於埃及出土,這種動物的第一副已知化石在二戰的一次空襲中摧毀,使得古生物學家極難釐清這種生物的解剖構造。

在往後數十年間,古生物學家在世界各地都找到了棘龍的姊妹物種,分布地點包括亞洲、南美洲、歐洲,與非洲其他地區。牠們鱷魚般的頭骨暗示著能夠咬住如魚類這種快速獵物的能力。除此之外,一隻於1983年出土的棘龍科(Spinosauridae)化石被發現胸廓中保存了魚鱗——這項證據指向,但並未證明這隻掠食者會像翼龍或其他小型恐龍一樣吃魚。

在這些發現的往後數十年間,棘龍科成員因其獨特的「似鱷」解剖構造而出眾。即便如此,神祕的棘龍在這群怪異的恐龍中依然獨樹一格。

2014年,由國家地理探險家兼新研究共同作者的尼札.伊布拉希姆(Nizar Ibrahim)帶領的研究團隊宣布摩洛哥一處遺跡保存了一具意外完整的棘龍骨骸。從這副新化石能看出牠的後肢在與前肢對照下顯得特別短,而且就像現代河馬和企鵝一樣,牠的骨壁顯著地又厚又密實。這些適應特徵都指向半水棲的生活型態。

今年4月,伊布拉希姆的團隊宣布發現了第一條棘龍的化石尾巴,棘龍作為「河中怪獸」的證據於是浮上檯面。棘龍的尾巴和牠每一種親戚都不相像,而是像一柄船槳。初步的機械模擬測試顯示這條尾巴的結構比其他旱鴨子恐龍親戚的尾巴更能有效率地讓棘龍在水中推進。

牙齒寶藏

為了進一步檢視棘龍和水的連結,伊布拉希姆和同事們於2019年10月至11月間仔細搜查過摩洛哥東南部塔達村(Tarda)附近的兩處遺跡。這些岩石屬於卡瑪卡瑪岩層(Kem Kem Formation),是一片240公里長的陡崖,其中岩石由9500萬至1億年前的遠古河川系統所形成。

雖然研究卡瑪卡瑪岩層的學者們希冀能幸運地找到完整的骨骸,但由於古代河川中的波濤紊亂,完美的化石在此地極其稀有。幾乎所有在卡瑪卡瑪岩層出土的化石都是孤單的骨頭碎片或恐龍在換牙時落下的牙齒(這點也如同現代鱷魚)。

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兩處遺跡也都已經被當地人開採過了。當地人採集化石出售給出口商、批發商、收藏家和研究人員,摩洛哥東南部有上千人參與這樣的小規模手工礦業。

第一處遺址在研究人員抵達以前就已經被棄置,但是其中依然有充滿牙齒與骨頭的大塊砂岩,數量多到讓研究人員於2019年取出926塊化石。不到1.6公里外的第二處遺址依然是個活躍的化石礦場。為了取得涵蓋遺址全貌的樣本,研究共同作者,英國樸茨茅斯大學古生物學家大衛.馬提爾(David Martill)向一名採礦人購買了1261片他從此地挖出的化石。

第一處遺址找出的化石牙齒中有將近一半──佔遺址總化石量的六分之一──是棘龍的牙齒。第二個遺址中每五個化石牙齒就有超過兩個屬於棘龍。總體來說,第二處遺址的脊椎動物化石中有將近三分之一是棘龍牙齒,這是極不尋常的比例。「我們未曾聽聞還有其他地點曾經在含化石的岩石中找到這麼大量的恐龍牙齒,」馬提爾在一篇聲明中如此說道。

在兩處遺址出土的第二常見「牙齒」其實根本不是牙齒;它們是排列在遠古帆鉅鰩(Onchopristis)吻部上,高度特化而貌似牙齒的鱗片。棘龍以外的其他恐龍牙齒則幾乎沒有出現。

強大的泳者

學者們承認,除了他們所想的善泳棘龍外,還有另一種可能:棘龍可能不是老練的泳者,而是像現生鷺科鳥類一樣在水邊或淺水處捕魚,然後牙齒在此脫落掉入水中。然而科學家解釋涉禽通常有比例上特別修長的後肢,而摩洛哥棘龍的後肢卻特別短。

「這些後肢的比例不僅和涉水動物不相符,它們也顯示棘龍對涉水生活型態的適應能力比(幾乎)任何非鳥類獸腳類(non-avian theropod)都還要差。」研究作者群寫道。相對地,他們論證道更可行的解釋,即棘龍是卡瑪卡瑪河川中的活躍泳者,並在悠游水中捕魚的同時換牙。

卡瑪卡瑪岩層肯定還會出土更多化石,而這些牙齒絕不會是迷惑人心的棘龍所傳達出的最後話語。不過至少目前為止的資料符合一幅遙遠過去的撩人景象:一隻巨大的似鱷恐龍游過現已成撒哈拉沙漠的壯闊河川。

費布里稱這篇新研究的發現相當討喜:為花費數十年成形的論述提供更多證據,即棘龍是棲息在水裡的河中怪獸。「科學會持續自我修正,」他說:「但能聽到好消息以證實我們是對的,這還是很棒!」

 

延伸閱讀:巨大的棘龍比先前認知的更像「水中蛟龍」 / 《侏羅紀公園》對這種標誌性恐龍的描述幾乎全錯了!

 

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